10月19日凌晨，北京航天飛行控制中心指揮大廳內(nèi)，燈火通明。成功入軌飛行后的神舟十一號(hào)飛船搭載著兩名航天員去追尋天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室。3時(shí)31分，天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室和神舟十一號(hào)載人飛船成功實(shí)現(xiàn)自動(dòng)交會(huì)對(duì)接，為航天員打開(kāi)了太空的家門(mén)。

空間飛行器交會(huì)對(duì)接是航天領(lǐng)域公認(rèn)的技術(shù)難關(guān)，難度大、風(fēng)險(xiǎn)高。這是中國(guó)實(shí)施的第五次載人交會(huì)對(duì)接。在此之前，神舟九號(hào)、神舟十號(hào)分別在2012年6月、2013年6月搭載航天員，各與天宮一號(hào)進(jìn)行過(guò)兩次交會(huì)對(duì)接。

與以往相比，此次天宮二號(hào)和神舟十一號(hào)交會(huì)對(duì)接的軌道高度為393公里，比以往的343公里軌道高了50公里。航天科技集團(tuán)五院GNC分系統(tǒng)指揮羅谷清表示，這主要是為了我國(guó)載人航天“三步走”發(fā)展戰(zhàn)略的第三步——建造空間站做準(zhǔn)備，因?yàn)檫@與未來(lái)空間站的軌道高度基本相同，飛行也更加接近未來(lái)空間站要求。

同神舟十號(hào)相比，神舟十一號(hào)任務(wù)絕不是神舟十號(hào)任務(wù)的簡(jiǎn)單重復(fù)。神舟十一號(hào)將面對(duì)新的對(duì)接飛行器、新的對(duì)接環(huán)境以及新的空間試驗(yàn)驗(yàn)證任務(wù)，及時(shí)更新升級(jí)三雙“天眼”能確保天宮二號(hào)與神舟十一號(hào)的完美會(huì)面。

“精準(zhǔn)眼”：微波雷達(dá)

本次交會(huì)對(duì)接任務(wù)中，搭載在神舟十一號(hào)飛船上的微波雷達(dá)和天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室上的微波應(yīng)答機(jī)就像是實(shí)現(xiàn)兩個(gè)航天器在外太空交會(huì)對(duì)接的“精準(zhǔn)眼”，讓天宮二號(hào)和神舟十一號(hào)在比子彈速度快8倍的高速下始終能準(zhǔn)確知道對(duì)方的位置。

據(jù)了解，神舟十一號(hào)飛船上搭載的是由中國(guó)航天科工二院25所自主研制的交會(huì)對(duì)接微波雷達(dá)，曾成功經(jīng)歷了天宮一號(hào)與“神八”“神九”“神十”交會(huì)對(duì)接任務(wù)的檢驗(yàn)。在此次交會(huì)對(duì)接過(guò)程中，微波雷達(dá)精確給出了神舟十一號(hào)飛船與天宮二號(hào)間的相對(duì)距離、速度、角度、角速度等位置和姿態(tài)信息，并持續(xù)跟蹤目標(biāo)直到交會(huì)對(duì)接任務(wù)結(jié)束。

據(jù)航天科工微波雷達(dá)總師孫武介紹，為適應(yīng)空間站未來(lái)長(zhǎng)時(shí)服役任務(wù)的要求，搭載在天宮二號(hào)上的應(yīng)答機(jī)為第二代新研產(chǎn)品，體積、重量減小至原來(lái)的一半，功耗降低至原來(lái)的60%，采用軟件加固方法增強(qiáng)了抗單粒子翻轉(zhuǎn)能力，就像為產(chǎn)品搭建了一套自我修復(fù)系統(tǒng)，在應(yīng)對(duì)空間高能粒子沖擊時(shí)，能夠及時(shí)識(shí)別損傷細(xì)胞并快速克隆再生，恢復(fù)產(chǎn)品正常功能，其抗輻射性能提高1個(gè)數(shù)量級(jí)以上，提高了產(chǎn)品的長(zhǎng)期可靠性。同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了測(cè)量通信一體化功能，讓“明眸”不再沉默。

“靈敏眼”：光學(xué)成像敏感器

為滿足未來(lái)空間站交會(huì)測(cè)量設(shè)備長(zhǎng)壽命使用要求，對(duì)神舟十一號(hào)飛船的交會(huì)測(cè)量設(shè)備進(jìn)行了升級(jí)換代。而裝在神舟十一號(hào)飛船上的“靈敏眼”——交會(huì)對(duì)接光學(xué)成像敏感器能讓兩個(gè)高速運(yùn)行的飛行器更加迅速、可靠地對(duì)接在一起。

神舟十一號(hào)交會(huì)對(duì)接光學(xué)成像敏感器主任設(shè)計(jì)師、中國(guó)航天科技集團(tuán)五院技術(shù)人員龔德鑄表示，與天宮一號(hào)上運(yùn)用的一代產(chǎn)品相比，升級(jí)版敏感器的太陽(yáng)雜光抑制能力、識(shí)別目標(biāo)敏感度均大幅提升。因?yàn)樘罩嘘?yáng)光照射強(qiáng)度是地球上的3到5倍，這會(huì)影響光學(xué)敏感器的性能，甚至在交會(huì)對(duì)接時(shí)很容易被閃壞，比如人在開(kāi)車(chē)時(shí)被對(duì)面來(lái)車(chē)的大燈晃了眼后，需要一段時(shí)間才能恢復(fù)視力，因此以往交會(huì)對(duì)接需要選擇光線合適的時(shí)機(jī)進(jìn)行。

據(jù)了解，此次神舟十一號(hào)飛船和天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室可以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)全天候?qū)崟r(shí)對(duì)接，即使被晃了眼，“視力”恢復(fù)時(shí)間也能從原來(lái)的十秒縮短到幾百毫秒，可保障航天器突發(fā)維修補(bǔ)給或航天員應(yīng)急救生。

“智慧眼”：激光雷達(dá)

這場(chǎng)九天之外的相會(huì)也少不了提供信號(hào)互傳對(duì)接“智慧眼”——激光雷達(dá)。

在這次任務(wù)中，天宮二號(hào)設(shè)備搭載了中國(guó)電科研制的激光雷達(dá)合作目標(biāo)，神舟十一號(hào)飛船搭載了中國(guó)電科研制的激光雷達(dá)主機(jī)和信息處理機(jī)。其探測(cè)的基本過(guò)程，是由安裝在“神十一”飛船上的激光雷達(dá)系統(tǒng)發(fā)出激光束，激光束照射到天宮二號(hào)上后返回信號(hào)，激光雷達(dá)系統(tǒng)再根據(jù)接收到的返回信號(hào)計(jì)算分析。

據(jù)悉，此次天宮二號(hào)攜帶的激光雷達(dá)合作目標(biāo)安裝在交會(huì)對(duì)接口附近，裝載的特殊玻璃棱鏡可以從多方位、大范圍內(nèi)反射激光雷達(dá)的光信號(hào)，配合激光雷達(dá)完成距離、角度等飛行參數(shù)的測(cè)量，確保飛船進(jìn)行精準(zhǔn)對(duì)接。

中國(guó)電子科技集團(tuán)公司項(xiàng)目副總師吳登喜介紹，在天宮二號(hào)與神舟十一號(hào)交會(huì)對(duì)接接近段和靠攏段及繞飛過(guò)程中，激光雷達(dá)必須迅速準(zhǔn)確地完成對(duì)天宮二號(hào)目標(biāo)飛行器的搜索、捕獲、跟蹤測(cè)量，確保飛船空間交會(huì)自動(dòng)和手控對(duì)接、組合體飛行、繞飛控制等任務(wù)的成功實(shí)現(xiàn)，支撐導(dǎo)航控制系統(tǒng)完成控制任務(wù)。

此次，在后續(xù)任務(wù)中增加的飛船繞飛試驗(yàn)需要激光雷達(dá)在對(duì)接過(guò)程中時(shí)刻監(jiān)視周?chē)膹?fù)雜環(huán)境，測(cè)量相對(duì)位置關(guān)系，提供大視場(chǎng)范圍的精確測(cè)量數(shù)據(jù)，引導(dǎo)飛船控制和保障與突出物體有足夠的安全距離。

相信有了這三雙“天眼”的保駕護(hù)航，天宮二號(hào)和神舟十一號(hào)定能在接下來(lái)的一個(gè)月內(nèi)圓滿完成相守的約定。（記者 溫慶生 見(jiàn)習(xí)記者 章文）